國家大劇院管弦樂團始終保持著良好的藝術質量和國際化的運營標準，樂團演奏家來自中美等多個國家和地區，大部分演奏家具有在歐美工作或學習的經歷。樂團吸引了許多世界級傑出藝術家與之合作，包括指揮大師洛林·馬澤爾、克里斯多夫·艾森巴赫，鋼琴家史蒂芬·科瓦塞維奇、王羽佳，小提琴家寧峰、大提琴家張漢娜、歌唱家里奧·努奇等。在《茶花女》、《塞維亞理髮師》等劇目中與樂團有過多次合作的洛林·馬澤爾大師評價說，“他們富有激情，非常努力並且十分優秀。”樂團長期保持著與馬澤爾和艾森巴赫等大師的合作關係。
2011年度，國家大劇院管弦樂團繼續作為國家大劇院新製作和原創歌劇的堅實班底，參演的“大劇院出品”歌劇包括《托斯卡》、《塞維亞理髮師》、《蝙蝠》和《趙氏孤兒》。作為國家大劇院音樂廳管弦樂團，2011年度樂團還積極參演國家大劇院“紀念馬勒逝世百年”系列音樂會，邀請世界著名指揮家克里斯多夫·艾森巴赫、里爾·夏巴多、耶歐·萊維與潤·馬爾科執棒，成功上演了馬勒第一、第十交響曲，與中國國家交響樂團合作上演了馬勒第二、第三、第八交響曲。樂團還舉行了兩場具有特別意義的現代作品音樂會、分別上演了武滿徹、吉雅·坎切利與一批中國青年作曲家的作品，作曲家坎切利本人親臨了他的作品音樂會。2011年1月末，國家大劇院管弦樂團應邀參與了國家大劇院版《圖蘭朵》在韓國首爾的演出，獲得當地媒體與民眾的一致好評。
國家大劇院管弦樂團熱心於藝術教育普及事業，創立至今多次獻演國家大劇院藝術教育周末音樂會，以精心挑選的曲目和高水準的演出獲得了熱烈反響。
2012年度，國家大劇院管弦樂團即將參演國家大劇院製作的華格納歌劇《漂泊的荷蘭人》和《羅恩格林》，同時還將與指揮大師弗拉基米爾·阿什肯那齊、羅傑·諾林頓爵士、楊·帕斯卡·托特里耶、鋼琴家魯道夫·布赫賓德等首次合作，還將再度攜手艾森巴赫大師帶來多場音樂會。樂團的多個國外巡演計畫也在籌備中。
國家大劇院管弦樂團按照國際慣例和市場運作規則，實行新型的管理運營體制，作為國家大劇院的重要組成部分，為建設“中國特色、世界一流”的國家表演藝術中心發揮著重要作用。
| 客座樂團首席王曉明樂團代理首席楊曉宇樂團副首席王小毛 |
| 第一小提琴 |
| 劉 弦（副首席） 陳 述 丁 敏 楊 瑞 孫 茜 奚江辰 蔣 君 劉 嵩 趙兢兢 馬魏家 高佳瑤 田 禾 管 鑫 |
| 第二小提琴 |
| 許 多（副首席） 廉英花 金宏姝 蒲小晶 武 萌 袁芳芳 張笑夢 林伯宇 左冰銀 孟中男 范柏松 |
| 中提琴 |
| 莊 然（副首席） 郝學嘉 薛彥豐 張 淼 叢 岩 李 譚 馬 莎 |
| 大提琴 |
| 楊 錳（首席） 閻 峰（副首席） 王 瑩 安 蕊 梁 平 孫昕陽 山懿麟 |
| 低音提琴 |
| 孟 璐（副首席） 張廣元 劉相全 張仕佼 康 寧 劉怡枚 |
| 長笛 |
| 阿曼達·伊佐（副首席） 沈莜菁 劉 倩（兼短笛） |
| 雙簧管 |
| 開 賽（首席） 朴玫映（副首席） 周 陽（兼英國管） |
| 單簧管 |
| 布魯斯·福斯特（首席） 陳思軍（副首席） 張 豐 |
| 大管 |
| 姬晶晶（首席） 朱武昆（副首席） 石光遠 |
| 圓號 |
| 何冠峰（副首席） 毛星宇 王 闊 旭日高娃 |
| 小號 |
| 佐爾坦·科瓦奇（首席） 王與兵（副首席） 邱 多 |
| 長號 |
| 約瑟夫·羅比達（首席） 譚 深（副首席） 王 煒（低音長號、副首席） |
| 大號 |
| 托馬斯·哈格蒂（首席） |
| 定音鼓 |
| 劉 剛（客座首席） |
| 打擊樂 |
| 劉 恆 馬 遠 |
| 豎琴 |
| 黃立雅（首席） |
| *為特邀人員 |
| 管理人員 |
| 總經理助理兼辦公室主任張 琳業務助理石晰頲行政秘書高凌寒周 靜譜務王詩藝樂務石同樂 |
